1.选题意义:
用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关,只有在天黑以后,当有人走过楼梯通道,发出脚步声或其它声音时,楼道灯会自动点亮,提供照明,当人们进入家门或走出公寓,楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天,即使有声音,楼道灯也不会亮,可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道,而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所,它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点。 2.方案:
电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。控制电路采用基本数字逻辑单元进行设计。 直流供电电路 由D1-D4组成桥式整流电路。交流220V电压经桥式整流桥后变成脉动的直流电,供后续电路工作。
控制电路由四与非门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单向可控硅SCR等元器件组成。由CD4011的选定的输出端控制晶闸管的关闭,从而控制整个灯的关灭。
光敏电阻在白天时,电阻值小, CD40011输出永远为低电平,晶闸管为低电压,不导通,灯不亮。光敏电阻在夜晚时阻值大,光敏电阻与声音信号的有无一起控制CD4011的输出。夜晚当有声音时,声音信号经过放大,与光敏电阻控制的CD40011输出为高电平,晶闸管导通,灯亮。无声音信号时,不亮。
延时电路 有电容C和电阻R的冲放电里控制。
3.电路设计及理论分析
1、原理框图
对等网线
图1 声控灯原理框图
图2 声控电路原理图
2.单元电路设计及分析
电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。
2.1 直流供电电路
直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。交流220V电压经桥式整流桥后变成脉动的直流电,供后续电路工作。
2.2 控制电路
控制电路由四与非门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单向可控硅SCR等元器件组成。
白天,由于光敏电阻R5阻值低,其两端电压低,CD4011的一脚为低电平, 3脚即变成高电平,导致11脚为低电平,即单向可控硅控制极G为低电平,单向可控硅截止,灯泡不亮。
夜晚,由于光敏电阻没有受到阳光照射,其阻值很高,两端电压较高,即1脚变成高电平,此时3脚的状态受2脚控制,若2脚为高电平,则3脚为低电平,若2脚为低电平,则3脚位高电平。
当驻极体接收到声音信号后,经C1的滤波作用,被三极管Q1放大,当被放大的信号达到峰值时,此时2脚即便为高电平, 3脚变为低电平,11脚高电平,单向可控硅控制极变成高
电平,单向可控硅导通,灯泡点亮。
当驻极体没有接收到声音信号时, 2脚为低电平,灯泡不亮,工作原理类同白天情况。
2. 3药物枕头 延时电路
由C3、R7组成,通过C3的充放电来维持灯泡的点亮状态,延时的时间由C3的容量及R7的阻值来决定。
3、整个电路的工作原理分析
图5 电路的工作原理详细框图
声光控延时开关的电路原理图见图2所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011,其内部含有4个独立的与非门VD1~CD4,使电路结构简单,工作可靠性高。顾名思义,声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启",若干分钟后延时开关“自动关闭"。因此,整个电路的功能就是将声音信号处理后,变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后,即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元,由此可画出图5电路的工作原理详细框图来分析图2。
声音信号卡口系统(脚步声、掌声等)由驻极体话筒BM接收并转换成电信号,经C1耦合到9014的基
极进行电压放大,放大的信号送到与非门(VD1)的2脚,R3、R6是9014的偏置电阻,C2是电源滤波电容。 为了使声光控开关在白天开关断开,即灯不亮,由光敏电阻R5自动关窗器等元件组成光控电路,R4和R5组成串联分压电路,白天光敏电阻两端的电压低,不管有没有声音信号传来,CD4011的3减感油墨号端口始终为低电平,整个CD4011输出端11号端口为低电平,晶体闸始终处于断开状态,灯不亮。夜晚环境无光时,光敏电阻的阻值很大,R5两端的电压高,即CD401,改变R7或C3的值,可改变延时时间,满足不同目的。VD3和VD4构成两级整形电路,将方波信号进行整形。当C3充电到一定电平时,信号经与非门VD3、VD4后输出为高电平,使单向可控硅导通,电子开关闭合;C3充满电后只向锰矿选矿方法R7放电,当放电到一定电平时,经与非门VD3、VD4输出为低电平,使单向可控硅截止,电子开关断开,完成一次完整的电子开关由开到关的过程。
二极管D1~D4将交流220v进行桥式整流,变成脉动直流电,又经R3降压,C2滤波后即为电路的直流电源,为BM、9014、IC CD4011等供电。